[논문]순물을 이용한 꽃송이 버섯 균사체 배양액의 항균활성 평가

이은지; 김지은; 박민주; 박동철; 이삼빈

doi:10.11002/kjfp.2013.20.1.111

순물을 이용한 꽃송이 버섯 균사체 배양액의 항균활성 평가
Antimicrobial Effect of the Submerged Culture of Sparassis crispa in Soybean Curd Whey 원문보기

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.20 no.1, 2013년, pp.111 - 120

이은지 (계명대학교 식품가공학과) , 김지은 (계명대학교 식품가공학과) , 박민주 (계명대학교 식품가공학과) , 박동철 (김천대학교 호텔조리외식경영학과) , 이삼빈 (계명대학교 식품가공학과)

초록
AI-Helper

꽃송이 버섯 균사체 배양의 최적 조건을 확립하여 얻어진 꽃송이 버섯 균사체 배양액에 대한 항균활성을 검색하였다. 순물에 glucose 2%를 첨가하여 10일 배양한 꽃송이 버섯 배양액은 pH 6.91, 균사체 함량은 17.76 g/L로 나타났으나, 제한 배지에서 10일 배양 후 분석한 결과, pH 3.26, 균사체 함량은 3.45 g/L로 측정되었다. 또한 순물을 이용한 버섯 배양액의 수용성 단백질 함량은 511.85 mg%, 타이로신 59.6 mg%, 환원당 188.44 mg%이며, 베타글루칸 함량은 10.64%로 나타났다. 순물을 이용한 꽃송이 버섯 배양액의 항균활성 평가를 위해 8 종의 유해세균에 대한 꽃송이 버섯 균사체 배양액을 disk diffusion method로 항균효과를 검색하였다. B. cereus, St. aureus, L. monocytogenes, S. typhimurium 균주는 0.13 mg/disc에서 6.28 mg/disc의 범위에서 농도 의존적으로 활성이 나타났다. 배양액을 $85^{\circ}C$에서 15분, $100^{\circ}C$에서 5분간 열처리 후에도 항균 활성에서 변화를 보이지 않았다. 또한 한외여과법을 이용하여 3 kDa 이하의 저분자 물질의 항균 활성을 측정한 결과, B. cereus는 34.3 mm, St. aureus는 29.3 mm, L monocytogenes는 23.7 mm, S. typhimurium는 16.7 mm로 생육 억제 환을 보였다. 미세희석법을 이용한 꽃송이 버섯의 항균물질의 최소저해농도(MIC)는 B. cereus 2.6 mg/mL, St. aureus, L. monocytogenes 12.6 mg/mL, S. typhimurium 62.8 mg/mL인 것으로 나타났다. 꽃송이 버섯 배양액의 항균물질은 열과 단백질 분해효소 처리에 안정한 저분자 물질인 것으로 나타나 천연 항균 소재로서 산업적 활용이 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Sprassis crispa was cultivated using soybean curd whey, and its antimicrobial activities were examined against those of eight microorganisms that were foodborne pathogens or food-poisoning bacteria. The culture broth of soybean curd whey was superior in mycelium content (17.76 g/L) to that of the defined culture broth, and the ${\beta}$-glucan content was about 10.64 percent (w/w). The antimicrobial activities of the culture broth were confirmed against those of B. cereus, St. aureus, L. monocytogenes and S. typhimurium using the paper disk method. The antimicrobial activity was also maintained after the heat treatment and alcalase treatment. The filtrate with less than 3 kDa M.W. also showed the antimicrobial activity against four strains: B. cereus, St. aureus, L. monocytogenes and S. typhimurium. The minimum inhibitory concentration (MIC) was about 1.26 mg/mL in the B. cereus and 12.6 mg/mL in the St. aureus and L. monocytogenes. The S. typhimurium showed a MIC of 62.8 mg/mL. Thus, the culture of Sparassis crispa using soybean curd whey provides a thermally stable antimicrobial agent that can be used as a natural preservative in the biofood industry.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구는 두부 제조 시에 부산물로서 생산되는 순물을 배지로 이용하여 꽃송이 버섯 종균의 액체배양을 통해서 버섯 균사체를 생산하고, 항균물질 및 β-glucan생산을 최적화하였으며, 꽃송이 버섯 배양액 및 분획물의 그람 음성 및 그람양성 식중독균에 대한 항균력을 평가하였다. 또한, 꽃송이 버섯 액체배양물의 항균물질에 대한 열, 효소 처리에 대한 안정성을 평가함으로서 천연 항균제로 활용할 수 있는 기본 자료를 제공하고자 한다.

제안 방법

132) 200 μL을 순차적으로 첨가한 뒤 37℃에서 24시간 동안 배양하여 96-well plate를 이용해 600 nm에서 탁도를 측정하였다. 24시간 후의 혼합액의 탁도를 측정하여 균의 생장이 나타나지 않는 최소 농도를 MIC로 결정하였다.
, CA, USA)로 무기원소를 정성 정량하였다. ICP 분석 조건으로 plasma power는 1.3 kw, nebulizer gas flow는 0.8 L/min, Plasma gas flow 15 L/min, Auxiliary gas flow 0.2 L/min로 흘려주며 분석하였다.
침전물은 균사체 성분으로 증류수로 2회 세척하여 동결 건조하여 무게를 측정하였고, 상등액에 함유된 세포외 다당체를 분리하기 위하여 차가운 isopropyl alcohol을 배양액 대비 2 volume 첨가하여 4℃에서 overnight하였다. Isopropyl alcohol에 침전된 다당체는 원심 분리(750g, 20 min)하여 회수하여 동결 건조하여 무게를 측정하였다.
PDA 배지에 배양된 꽃송이 버섯 종균을 가로×세로(3×3 cm)로 절개하여 potato dextrose broth 100 mL에 첨가한 후 homogenizer (10,000 rpm, 3 min)로 균질화하여 첨가하였다.
Paper disc에 시료 50 μL를 천천히 분주하여 37℃에서 24시간 동안 배양하여 paper disc 주위에 생긴 저해 환의 크기를 비교하여 항균활성을 측정하였다.
꽃송이 버섯을 액체 배양하기 위한 제한 배지의 조성으로 Yang의 방법(22)을 변형하여 사용하였다. Sucrose 1%(w/v), soluble starch 0.5%(w/v), soybean flour 0.2%(w/v), K₂HPO₄ 0.05%(w/v), MgSO₄ 0.05%(w/v)를 혼합하여 사용하였고, 순물 배지는 순물 중량 대비 glucose를 2%(w/v) 첨가하여 사용하였다. 배지는 121℃에서 30분 동안 멸균하여 5 L jar fermentor (Fermentec Co.
분자량에 따른 항균 활성의 차이를 평가하기 위해 한외여과를 실시하였다. Ultrafiltration cell (Amicon Co, Beverly, MA, USA)을 사용하여 한외여과 하였으며, ultrafiltration membrane은 YM-3, YM-10 (MWCO; 3,000 and 10,000, Amicon Co.,)을 사용하여 fraction하여 항균활성을 비교 실험하였다.
꽃송이 버섯 균사체 배양액을 동결건조 시킨 분말 100 mg을 정량 하여 Megazyme kit (K-BGLU, Megazyme International Ireland, Co. Wicklow, Ireland)를 이용하여 베타 글루칸 함량을 측정하였다(25). 총 글루칸 함량은 시료 100 mg에 37% hydrochloric acid를 1.
꽃송이 버섯 균사체 배양의 최적 조건을 확립하여 얻어진 꽃송이 버섯 균사체 배양액에 대한 항균활성을 검색하였다. 순물에 glucose 2%를 첨가하여 10일 배양한 꽃송이 버섯 배양액은 pH 6.
배양액에서 생산된 peptide 함량을 측정하기 위하여 folin phenol 시약을 이용하여 tyrosine 함량을 측정하였다(23). 꽃송이 버섯 배양액을 원심분리(1,500g, 20 min)하여 얻어낸 상등액 0.7 mL에 0.44 M TCA(trichloroacetic acid) 0.7 mL를 첨가하여 37℃에서 30분간 반응시킨 다음 1,500g에서 10분간 원심분리하여 침전물을 제거하였다. 회수된 상등액 1 mL에 0.
꽃송이 버섯 배양액의 수용성 단백질 함량 측정은 Protein assay kit(SMART^TM BCA, Intron Biotechnology INC., Sungnam, Korea)를 이용하여 측정하였으며 bovine serum albumin (BSA)을 표준물질로 하여 환산하여 계산하였다. 배양액에서 생산된 peptide 함량을 측정하기 위하여 folin phenol 시약을 이용하여 tyrosine 함량을 측정하였다(23).
꽃송이 버섯 배양액의 항균 활성 물질을 평가하기 위해 ultrafiltration (UF) cell (3 kDa, 10 kDa cut-off)을 이용하여 한외 여과한 후 3 kDa 또는 10 kDa 이하의 분자량을 가지는 저분자 물질을 분리하여 항균 활성을 평가하였다(Table 6). UF를 통과한 3 kDa 이하 저분자 물질의 항균 활성은 그람양성균인 B.
꽃송이 버섯 배양액의 항균 활성 최소 저해 농도 (Minimum Inhibitory Concentration, MIC) 분석은 Mann의 방법(27)을 변형하여 측정하였다. 배양액을 rotary vacuum evaporator로 농축하여 농도별로 시료를 제조하였다.
꽃송이 버섯을 액체 배양하기 위한 제한 배지의 조성으로 Yang의 방법(22)을 변형하여 사용하였다. Sucrose 1%(w/v), soluble starch 0.
단백질 분해 효소 처리에 따른 꽃송이 버섯 균사체 배양액의 항균 활성을 비교하였다. 실험에 사용한 단백질 분해효소는 상업적으로 판매되는 Bacillus licheniformis 유래 alcalase 2.
당도는 전자당도계(0∼93 °Brix)를 이용해 배양액의 당도를 측정하였다.
따라서 본 연구는 두부 제조 시에 부산물로서 생산되는 순물을 배지로 이용하여 꽃송이 버섯 종균의 액체배양을 통해서 버섯 균사체를 생산하고, 항균물질 및 β-glucan생산을 최적화하였으며, 꽃송이 버섯 배양액 및 분획물의 그람 음성 및 그람양성 식중독균에 대한 항균력을 평가하였다.
1 mL을 취하고, 여기에 GOPOD 시약 3 mL을 첨가하여 40℃에서 20분 동안 반응하였다. 반응액의 흡광도를 510 nm에서 측정하였으며, 총 글루칸과 알파 글루칸 함량의 차이를 베타 글루칸 함량으로 계산하였다.
PDA 배지에 배양된 꽃송이 버섯 종균을 가로×세로(3×3 cm)로 절개하여 potato dextrose broth 100 mL에 첨가한 후 homogenizer (10,000 rpm, 3 min)로 균질화하여 첨가하였다. 배양 조건으로 온도는 25℃, 공기 주입량은 1 vvm, 회전 속도는 300 rpm으로 하여 10일 동안 배양하여 이화학적 분석 및 항균 활성을 평가하였다.
, Sungnam, Korea)를 이용하여 측정하였으며 bovine serum albumin (BSA)을 표준물질로 하여 환산하여 계산하였다. 배양액에서 생산된 peptide 함량을 측정하기 위하여 folin phenol 시약을 이용하여 tyrosine 함량을 측정하였다(23). 꽃송이 버섯 배양액을 원심분리(1,500g, 20 min)하여 얻어낸 상등액 0.
꽃송이 버섯 배양액의 항균 활성 최소 저해 농도 (Minimum Inhibitory Concentration, MIC) 분석은 Mann의 방법(27)을 변형하여 측정하였다. 배양액을 rotary vacuum evaporator로 농축하여 농도별로 시료를 제조하였다. 시료액 200 μL와 탁도(turbidity)를 맞춘 식중독균 배양액 (O.
상업적으로 판매되는 효소인 alcalase (protease)를 처리 하였을 때 항균 활성의 변화를 관찰하였다. 꽃송이 배양액의 항균활성을 나타내는 저해 환의 크기를 비교하였을 때 효소 처리하지 않은 군과 효소 처리가 된 배양액에서 거의 변화가 없었다(Fig.
시료액 200 μL와 탁도(turbidity)를 맞춘 식중독균 배양액 (O.D.600=0.132) 200 μL을 순차적으로 첨가한 뒤 37℃에서 24시간 동안 배양하여 96-well plate를 이용해 600 nm에서 탁도를 측정하였다.
열처리에 따른 항균 활성 차이를 평가하기 위해 꽃송이 버섯 배양액을 1 mL 취하여 85℃에서 15분 또는 100℃에서 5분 동안 열처리하여 열처리 전, 후의 항균 활성을 디스크 확산법을 이용하여 비교하였다. 분자량에 따른 항균 활성의 차이를 평가하기 위해 한외여과를 실시하였다.
수분은 상압가열건조법, 조단백질은 단백질 자동 분석기(Buchi 339, Buchi Labortechnik AG, Flawil, Switzerland)를 사용하여 질소함량을 측정하였으며, 조지방은 Soxhlet 추출법을 이용하였고 무기질 분석을 위해 시료의 전처리로 시료 5 g을 회화하여 유기물을 제거한 뒤 HCl 1 mL과 증류수 5 mL를 넣고 용해하여 100 mL 메스플라스크에 정량하였다. 정용한 액을 inductively coupled plasma atomic emission spectrometer (ICP, ELAN 9000, Perkin Elmer Inc., CA, USA)로 무기원소를 정성 정량하였다. ICP 분석 조건으로 plasma power는 1.
꽃송이 버섯 배양액을 원심분리(1,500g, 20 min)하여 얻어낸 상등액을 희석한 시료 1 mL에 DNS 시약 3 mL을 가하고, 100℃에서 5분간 발색시킨 다음, 실온의 암소에서 40분간 냉각 후 550 nm에서 흡광도를 측정하였다. 환원당 함량은 glucose를 표준물질로 하여 표준곡선을 작성하여 구하였다.
1%(v/v)의 농도로 처리하여 50℃에서 30분간 처리하였다. 효소 반응을 정지 시킨 후 배양액의 항균 활성을 디스크 확산법으로 확인하였고 SEC를 이용하여 분자량 변화를 확인하였다.

대상 데이터

각각의 균들을 Nutrient Broth (NB; Difco Laboratories Inc., Detroit, MI, USA), Tryptic Soy Broth (TSB; Difco Laboratories Inc.), Brain Heart Infusion (BHI; Difco Laboratories Inc.) 배지에 1 백금이를 접종하여 37℃ 항온배양기에서 3회 계대배양 후 0.5 McFarland 표준 탁도 (1.5×108 CFU/mL)로 균수를 조절한 뒤 실험에 사용하였다.
꽃송이 버섯 배양액의 항균활성 측정을 위해 배양액을 원심분리(750g, 20 min)하고 여과한 후 여과액을 rotary vacuum evaporator (R-3000, Buchi Labortechik AG, Flawil, Switzerland)로 농축하여 실험에 사용하였다. 항균활성 실험에 사용된 균주는 Gram 양성균 4종, Gram 음성균 4종으로 Gram 양성균으로는 Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Streptococcus mutans, Listeria monocytogenes, Gram 음성균으로는 Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Pseudomonas aeruginosa, Vibrio parahaemolyticus를 사용하였다.
는 덕산 화학(Ansan, Korea)제품을 구입하여 사용하였다. 대두 분말은 천호식품(Daegu, Korea)에서 구입하여 밀봉한 후 암소에서 보관하여 사용하였고, 항균 실험에 사용한 filter paper는 Advantec사(Tokyo, Japan) 제품을 구입하여 사용하였다.
본 시험에 사용한 균주는 농촌진흥청에서 분양 받은 꽃송이 버섯(Sparassis crispa Wulf. ex Fr)으로 Potato Dextrose Agar(PDA; Difco. Co. Maryland, USA) 배지에 접종하여 25℃, pH 5.1±0.2, 암 조건에서 20일 이상 배양하여 사용하였다.
순물은 두원 식품(Gimcheon, Korea)에서 공급받아 사용하였으며, sucrose, glucose soluble starch, K₂HPO₄, MgSO₄는 덕산 화학(Ansan, Korea)제품을 구입하여 사용하였다. 대두 분말은 천호식품(Daegu, Korea)에서 구입하여 밀봉한 후 암소에서 보관하여 사용하였고, 항균 실험에 사용한 filter paper는 Advantec사(Tokyo, Japan) 제품을 구입하여 사용하였다.
단백질 분해 효소 처리에 따른 꽃송이 버섯 균사체 배양액의 항균 활성을 비교하였다. 실험에 사용한 단백질 분해효소는 상업적으로 판매되는 Bacillus licheniformis 유래 alcalase 2.4 L FG 효소(Novo Nordisk, Bagsvaerd, Denmark) 를 사용하였다. 효소 처리는 배양액에 0.
꽃송이 버섯 배양액의 항균활성 측정을 위해 배양액을 원심분리(750g, 20 min)하고 여과한 후 여과액을 rotary vacuum evaporator (R-3000, Buchi Labortechik AG, Flawil, Switzerland)로 농축하여 실험에 사용하였다. 항균활성 실험에 사용된 균주는 Gram 양성균 4종, Gram 음성균 4종으로 Gram 양성균으로는 Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Streptococcus mutans, Listeria monocytogenes, Gram 음성균으로는 Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Pseudomonas aeruginosa, Vibrio parahaemolyticus를 사용하였다. 각각의 균들을 Nutrient Broth (NB; Difco Laboratories Inc.

데이터처리

1)Inhibition zone (mm) : Disk diameter (8 mm) was used; 2)ND: Not detected; Values are mean±SD; a-cMeans in a same column with different letters are significantly different by Duncan’s multiple range test (p<0.05).
실험 결과는 평균값과 표준편차로 나타내었으며, 통계처리는 SPSS (statistical package for social science, 20.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 one-way ANOVA 분석을 실시한 후 Duncan’s multiple range test로 유의성을 p<0.05 수준에서 검증하였다.

이론/모형

3. Antimicrobial activities after enzyme treatment of culture broth of S. crispa grown in soybean curd whey medium by disc diffusion method.
2. Antimicrobial activities after heating culture broth of S. crispa grown in soybean curd whey medium by disc diffusion method.
1. Antimicrobial activities of culture broth of S. crispa grown in soybean curd whey medium by disc diffusion method.
4. Antimicrobial activities with filtrate of culture broth of S. crispa grown in soybean curd whey medium by disc diffusion method.
항균활성의 측정은 paper disc 또는 agar well 등의 agar diffusion법을 주로 사용한다. 그러나 대상물질의 항균활성 뿐만 아니라 paper disc 주위로 확산이 어렵다든가 확산의 속도가 다르면, 대상 물질의 paper disk diffusion 법으로 측정한 항균활성의 정도가 달라지기 때문에 추가적으로 미세희석법(microdilution method)을 이용하여 최소저해농도(MIC)를 확인하고자 하였다(42).
꽃송이 버섯 배양액의 항균 활성 검색을 disc diffusion method(26)을 사용하여 측정하였다. 식중독균 배양액 (O.
순물의 수분, 조단백질, 조지방 함량은 AOAC법(21)에 따라 정량하였다. 수분은 상압가열건조법, 조단백질은 단백질 자동 분석기(Buchi 339, Buchi Labortechnik AG, Flawil, Switzerland)를 사용하여 질소함량을 측정하였으며, 조지방은 Soxhlet 추출법을 이용하였고 무기질 분석을 위해 시료의 전처리로 시료 5 g을 회화하여 유기물을 제거한 뒤 HCl 1 mL과 증류수 5 mL를 넣고 용해하여 100 mL 메스플라스크에 정량하였다. 정용한 액을 inductively coupled plasma atomic emission spectrometer (ICP, ELAN 9000, Perkin Elmer Inc.
64%로 나타났다. 순물을 이용한 꽃송이 버섯 배양액의 항균활성 평가를 위해 8 종의 유해세균에 대한 꽃송이 버섯 균사체 배양액을 disk diffusion method로 항균효과를 검색하였다. B.
순물의 수분, 조단백질, 조지방 함량은 AOAC법(21)에 따라 정량하였다. 수분은 상압가열건조법, 조단백질은 단백질 자동 분석기(Buchi 339, Buchi Labortechnik AG, Flawil, Switzerland)를 사용하여 질소함량을 측정하였으며, 조지방은 Soxhlet 추출법을 이용하였고 무기질 분석을 위해 시료의 전처리로 시료 5 g을 회화하여 유기물을 제거한 뒤 HCl 1 mL과 증류수 5 mL를 넣고 용해하여 100 mL 메스플라스크에 정량하였다.
환원당 함량은 DNS (dinitrosalicylic acid)법에 의해 측정하였다(24). 꽃송이 버섯 배양액을 원심분리(1,500g, 20 min)하여 얻어낸 상등액을 희석한 시료 1 mL에 DNS 시약 3 mL을 가하고, 100℃에서 5분간 발색시킨 다음, 실온의 암소에서 40분간 냉각 후 550 nm에서 흡광도를 측정하였다.

성능/효과

8종의 병원성 세균에 대하여 꽃송이 버섯 균사체 배양액의 항균활성을 paper disc method로 측정한 결과, Gram 양성균인 B. cereus, St. aureus, L. monocytogenes에서 저해 환이 나타났으며, Gram 음성균인 S. typhimurium에서 항균활성이 나타났다. 따라서 항균 활성을 보인 4종의 병원성 세균에 대한 꽃송이 버섯 배양액의 항균 활성 검색 실험을 미세희석법으로 수행하였고 그 결과는 Fig.
순물을 이용한 꽃송이 버섯 배양액의 항균활성 평가를 위해 8 종의 유해세균에 대한 꽃송이 버섯 균사체 배양액을 disk diffusion method로 항균효과를 검색하였다. B. cereus, St. aureus, L. monocytogenes, S. typhimurium 균주는 0.13 mg/disc에서 6.28 mg/disc의 범위에서 농도 의존적으로 활성이 나타났다. 배양액을 85℃에서 15분, 100℃에서 5분간 열처리 후에도 항균 활성에서 변화를 보이지 않았다.
DM과 SM 배양액의 항균 활성을 측정한 결과, DM에서는 항균 활성이 나타나지 않았으나 SM에서는 항균 활성이 나타나 꽃송이 버섯의 균사 증식이 활발히 일어날 때 2차 대사산물인 항균 물질의 생산도 활발해지는 것으로 추측된다(data not shown). 순물은 두부 제조 시의 부산물로서 원료대두유의 80～85%를 차지하고 무기질을 포함한 다양한 영양성분을 함유하고 있으나 대부분이 폐기된다(17).
DM에서의 pH는 3.26으로 약산성, SM은 6.91로 중성으로 나타났고 당도에서 DM은 sucrose가 1% 첨가된 것이 배양 기간 중 소비되지 않아 1 °Brix로 나타났으며 SM은 배양 전 순물 자체의 3.28%와 glucose가 2% 첨가되어 약 5%의 당이 존재하였는데 배양 10일 후 3.4%의 당이 소비되어 1.84 °Brix만 잔존하는 것으로 나타나 꽃송이 버섯은 glucose를 이용하여 균사체를 증식하는 것으로 추측된다.
5). Gram 양성균주 중 B. cereus에 대하여 가장 낮은 농도에서 항균활성을 나타내면서 최소 생육농도 2.6 mg/mL이었다. 대표적인 식중독균인 St.
aureus. L. monocytogenes의 최소 생육 저지 농도는 12.6 mg/mL이었으며, S. typhimurium는 62.8 mg/mL로 측정되었다. 따라서 꽃송이 버섯 배양물의 항균 효과를 확인하기 위해서 탁도에 영향을 미치지 않는 paper disc diffusion 분석법과 미세 희석법 등을 이용한 결과로서 식중독 gram 양성균으로 B.
cereus였으며 농도 의존적으로 저해 활성이 높아지는 경향을 보였다. S. typhimurium 균주의 경우 3.14 mg/disc의 농도까지는 저해 활성을 보이지 않았으나 6.28 mg/disc 이상의 고농도에서는 저해 활성이 나타나는 것으로 확인되었다(Fig. 1). Lee 등(34)은 구름 버섯 균사체 추출물의 항균 활성을 조사한 결과 디스크 당 12.
꽃송이 버섯 배양액의 항균 활성 물질을 평가하기 위해 ultrafiltration (UF) cell (3 kDa, 10 kDa cut-off)을 이용하여 한외 여과한 후 3 kDa 또는 10 kDa 이하의 분자량을 가지는 저분자 물질을 분리하여 항균 활성을 평가하였다(Table 6). UF를 통과한 3 kDa 이하 저분자 물질의 항균 활성은 그람양성균인 B. cereus, St. aureus, L. monocytogenes는 각각 34.3 mm, 29.3 mm, 23.7 mm의 저해 환을 나타내면서 UF를 처리하지 않은 배양액과 동일한 항균효과를 보였다. S.
84 °Brix만 잔존하는 것으로 나타나 꽃송이 버섯은 glucose를 이용하여 균사체를 증식하는 것으로 추측된다. 균사체 함량에서 DM은 3.45 g/L, SM은 17.76 g/L로 나타나 약 5배 이상 SM이 높은 것으로 나타났으며 세포외 다당체 함량 역시 약 3배 정도 SM (0.65 g/L)에서 높은 것으로 나타났다. Akihiro 등(29)은 꽃송이버섯의 액체 배양 최적조건은 glucose 30 g/L, pH 5, 25～30℃로 균사체가 9.
현재 미생물의 유래의 박테리오신은 분자량 및 생리학적 특성에 따라 4개의 class 로 분류할 수 있으며 대부분의 박테리오신이 속하는 class Ⅱ는 분자량이 13 kDa 이하로 작고 비교적 열에 안정한 것으로 보고되었다(41). 꽃송이 배양액 속에 함유된 항균 물질 역시 유해 균주에 따라 활성이 차이가 있기는 하지만 대체적으로 분자량이 작고 열에 안정한 것으로 나타났다.
2). 따라서 꽃송이 균사체 배양액의 항균 물질은 열처리에 안정한 물질로 확인되었다.
8 mg/mL로 측정되었다. 따라서 꽃송이 버섯 배양물의 항균 효과를 확인하기 위해서 탁도에 영향을 미치지 않는 paper disc diffusion 분석법과 미세 희석법 등을 이용한 결과로서 식중독 gram 양성균으로 B. cereus, St. aureus, L. monocytogenes 균주와 gram 음성균에서는 S. typhimurium 균주에서 항균활성을 보였다. 특히 B.
Table 5에서 나타내는 것처럼 효소 처리된 배양액의 항균활성은 오히려 약간의 높은 값을 보였지만 이는 측정에 의한 오차로 판단된다. 따라서 배양액이 효소처리에 의한 항균 활성이 유지되는 것으로 보아 활성성분이 단백질과 같은 고분자 물질 또는 펩타이드 물질로 구성되지 않은 것으로 판단된다.
typhimurium에서 항균활성이 나타났다. 따라서 항균 활성을 보인 4종의 병원성 세균에 대한 꽃송이 버섯 배양액의 항균 활성 검색 실험을 미세희석법으로 수행하였고 그 결과는 Fig. 5와 나타내는 것과 같이 B. cereus, St. aureus, L. monocytogenes, S. typhimurium에 대한 꽃송이 버섯 배양액의 최소 생육 저지 농도가 26～62.8 mg/mL 범위인 것으로 나타났다(Fig. 5). Gram 양성균주 중 B.
16 mg/g으로 보고하고 있어 본 실험에서 DM에서의 β-glucan 함량과 유사한 것으로 나타났다. 또한 수용성 단백질, 펩타이드 함량을 간접적으로 측정하는 타이로신 및 환원당 함량이 모두 DM보다 SM에서 높게 나타났다. 이는 액체배양 배지로 사용된 순물이 꽃송이 버섯의 생육에 적합하여 균사 증식 및 대사산물의 생산을 증가시킨 것으로 추측된다.
45 g/L로 측정되었다. 또한 순물을 이용한 버섯 배양액의 수용성 단백질 함량은 511.85 mg%, 타이로신 59.6 mg%, 환원당 188.44 mg%이며, 베타글루칸 함량은 10.64%로 나타났다. 순물을 이용한 꽃송이 버섯 배양액의 항균활성 평가를 위해 8 종의 유해세균에 대한 꽃송이 버섯 균사체 배양액을 disk diffusion method로 항균효과를 검색하였다.
배양액을 85℃에서 15분, 100℃에서 5분간 열처리 후에도 항균 활성에서 변화를 보이지 않았다. 또한 한외여과법을 이용하여 3 kDa 이하의 저분자 물질의 항균 활성을 측정한 결과, B. cereus는 34.3 mm, St. aureus는 29.3 mm, L monocytogenes는 23.7 mm, S. typhimurium는 16.7 mm로 생육 억제 환을 보였다. 미세희석법을 이용한 꽃송이 버섯의 항균물질의 최소저해농도 (MIC)는 B.
7 mm로 생육 억제 환을 보였다. 미세희석법을 이용한 꽃송이 버섯의 항균물질의 최소저해농도 (MIC)는 B. cereus 2.6 mg/mL, St. aureus, L. monocytogenes 12.6 mg/mL, S. typhimurium 62.8 mg/mL인 것으로 나타났다. 꽃송이 버섯 배양액의 항균물질은 열과 단백질 분해효소 처리에 안정한 저분자 물질인 것으로 나타나 천연 항균 소재로서 산업적 활용이 기대된다.
본 실험에서 두 가지 조건에서 배양한 액체 배양물의 β-glucan 함량을 측정한 결과 DM은 4.98%(w/w), SM은 10.64%(w/w)로 SM에서 약 2배 정도 β-glucan 함량이 높은 것으로 확인되었다(Table 2).
꽃송이 버섯 균사체 배양의 최적 조건을 확립하여 얻어진 꽃송이 버섯 균사체 배양액에 대한 항균활성을 검색하였다. 순물에 glucose 2%를 첨가하여 10일 배양한 꽃송이 버섯 배양액은 pH 6.91, 균사체 함량은 17.76 g/L로 나타났으나, 제한 배지에서 10일 배양 후 분석한 결과, pH 3.26, 균사체 함량은 3.45 g/L로 측정되었다. 또한 순물을 이용한 버섯 배양액의 수용성 단백질 함량은 511.
순물의 pH는 5.7, 산도 0.12%, 당도는 3.28 °Brix로 나타났으며(data not shown), 탄수화물 2%, 단백질 1% 및 다양한 무기물을 포함하는데 그 중 칼륨의 함량이 107.97 mg/100 mL로 가장 높았고, 다음 칼슘(25.08 mg/100 mL), 마그네슘(13.65 mg/100 mL) 순으로 높게 나타났다.
항균 활성 물질의 열안정성을 평가하기 위해 순물 배지에서 배양한 꽃송이 버섯 배양액을 85℃에서 15분간 열처리하여 항균 효과를 나타낸 결과는 Table 4와 같다. 열처리 후 저해 활성을 보인 균주는 4종류로 12.55 mg/disc의 농도에서 각각 B. cereus 32.7 mm, St. aureus 27.7 mm, L. monocytogenes 27.7 mm, S. typhimurium 8.7 mm로 나타났다. 특히 100℃에서 5분 동안 열처리하는 경우 유사한 저해 환 크기를 보이면서 항균활성이 유지되는 것으로 나타났다(Fig.
aureus의 균주에서 17 mm의 증식 저해를 보였다고 보고하였고 Kim 등(35)은 감귤 농축액을 첨가한 배지와 일반 합성 배지 (PD broth)를 이용한 균사체 배양액의 항균 효과 평가에서 감귤 첨가 배지에서는 일반 합성 배지보다 항균 활성이 높은 것을 보고하였다. 이는 버섯 균사체 액체 배양에서 배지 조성에 따른 항균 활성의 차이가 있음을 의미하는 것으로, 본 연구에서 꽃송이 버섯 균사체를 제한 배지에서 배양하였을 때 항균 활성이 검출되는 것을 확인하였다. 순물 배지의 경우, 콩에서 유리된 유리 당, 유리 아미노산, 무기질 등의 영양분이 함유되어 있어 균사체 생육이 활발해지며 곰팡이 2차 대사산물인 항균물질도 다량 생성되는 것으로 추측된다.
parahaemolyticus의 4종은 꽃송이 버섯 균사체 배양액에 의해 저해 활성이 나타나지 않았다. 저농도인 0.13 mg/disc에서도 저해 활성을 보인 균주는 B. cereus였으며 농도 의존적으로 저해 활성이 높아지는 경향을 보였다. S.
7 mm를 보였다. 특히, UF 처리로 10 kDa 이하의 분자량을 갖는 여과액은 꽃송이 버섯 배양액과 동일한 항균효과를 보이는 것으로 나타났다. 따라서 꽃송이 버섯 배양물의 항균활성 물질은 분자량이 3 kDa 이하의 물질로 구성되어 있는 것으로 판단된다.

후속연구

결론적으로 꽃송이 버섯의 액체배양물로 부터 생성되는 항균물질의 활성은 배양액의 조성에 따라 차이가 있는 것으로 나타났으며, 이들 항균물질 성분의 생산증진을 통한 산업화 및 구조적 분석에 대한 추가적인 연구가 이루어지는 것이 요구된다.
8 mg/mL인 것으로 나타났다. 꽃송이 버섯 배양액의 항균물질은 열과 단백질 분해효소 처리에 안정한 저분자 물질인 것으로 나타나 천연 항균 소재로서 산업적 활용이 기대된다.
typhimurium 균주에서 항균활성을 보였다. 특히 B. cereus균주에 대한 항균활성 효과가 가장 높은 것으로 나타났으며, 이는 고초균을 이용한 전통 콩 발효식품에서 B. cereus에 대한 오염을 방지하는 수단으로 꽃송이 버섯 배양액을 활용하는 것이 가능할 것으로 사료되며, 다양한 육제품, 냉장식품 등에 천연 항균제로서 활용이 기대된다. 특히 꽃송이 버섯의 저분자 항균물질은 효소처리 및 열처리에 안정한 것으로 나타나 다양한 가공식품, 음료 제조, 등의 식품산업에 천연 항균제로서 활용이 기대된다.
cereus에 대한 오염을 방지하는 수단으로 꽃송이 버섯 배양액을 활용하는 것이 가능할 것으로 사료되며, 다양한 육제품, 냉장식품 등에 천연 항균제로서 활용이 기대된다. 특히 꽃송이 버섯의 저분자 항균물질은 효소처리 및 열처리에 안정한 것으로 나타나 다양한 가공식품, 음료 제조, 등의 식품산업에 천연 항균제로서 활용이 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	꽃송이 버섯의 분포지는?	꽃송이 버섯(Sparassis crispa)은 한국, 일본, 중국, 북미, 유럽, 호주 등에 분포하는 식용 버섯으로 자실체는 주로 여름부터 가을까지 살아있는 나무의 뿌리근처 줄기나 그루터기에 뭉쳐서 양배추처럼 발생한다. 꽃송이 버섯이 β-glucan을 다량 함유하고 있는 것이 알려지면서 인공재배및 기능성물질 추출에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다 (7).
	꽃송이 버섯이 생산하는 항균성 대사 물질은 무엇인가?	또한 꽃송이 버섯은 β-1,3-glucan의 함량이 다른 버섯에 비해 월등히 높아 항암 효과(8)가 있는 것으로 입증되어 식용뿐만 아니라 약용으로도 인정받고 있다. 특히 sparassol (methyl-2-hydroxy-4 methoxy-6-methyl-benzoate)과 같은 항균성 대사물질(antifungal metabolite)을 생산하는 것으로 알려지고 있으며, sparassol은 인간의 질병 치료제와 엽병의 방제용으로 연구되고 있다(9).
	꽃송이 버섯에 다량 함유된 기능성 물질은?	꽃송이 버섯(Sparassis crispa)은 한국, 일본, 중국, 북미, 유럽, 호주 등에 분포하는 식용 버섯으로 자실체는 주로 여름부터 가을까지 살아있는 나무의 뿌리근처 줄기나 그루터기에 뭉쳐서 양배추처럼 발생한다. 꽃송이 버섯이 β-glucan을 다량 함유하고 있는 것이 알려지면서 인공재배및 기능성물질 추출에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다 (7). 또한 꽃송이 버섯은 β-1,3-glucan의 함량이 다른 버섯에 비해 월등히 높아 항암 효과(8)가 있는 것으로 입증되어 식용뿐만 아니라 약용으로도 인정받고 있다.

참고문헌 (42)

Wani BA, Bodha RH, Wani AH (2010) Nutritional and medicinal importance of mushrooms. J Medicinal Plants Res, 4, 2598-2604
Yu HE, Cho SM, Seo GS, Lee BS, Lee DH, Lee JS (2006) Screening of bioactive compounds from mushroom Pholiota sp. Korean J Mycol, 34, 15-21

원문보기 상세보기
Lee SK, Yoo YJ, Kim CS (1994) Studies on the chemical components in Ganoderma lucidum. Korean J Food Sci Technol, 21, 890-894
Lee YS, Kim JB, Shin SR, Kim NW (2006) Analysis of nutritional components of Lepista nuda. Korean J Food Preserv, 13, 375-381
Hong JS, Kim YH, Kim MK, Kim YS, Sohn HS (1989) Contents of free amino acids and total amino acids in Agaricus bisporus, Pleurotus ostreatus and Lentinus edodes. Korean J Food Sci Technol, 21, 58-62
Kim BK, Shin GG, Jeon BS, Cha JY (2001) Cholesterol-lowering effect of mushrooms powder in hyperlipidemic rats. Korean J Food Sci Nutr, 30, 510-515
Oh DS (2003) Studies on the optimal cultural media and conditions for mycelial growth of Sparassis crispa (wulf.) fr. MS Thesis, Chonnam National University, Gwangju, Korea
Harada T, Miura NN, Adachi Y, Nakajima M, Yadomae T, Ohno N (2002) Effect of SCG, 1,3- ${\beta}$ -D-glucan from Sparassis crispa on the hematopoietic response in cyclophosphamide induced leukopenic mice. Biol Pharm Bull, 25, 931-939

상세보기
Woodward S, Sultan HY, Barrett DK, Pearce RB (1993) Two new antifungal metabolites produced by Sparassis crispa in culture and in decayed trees. J Gen Microbiol, 139, 153-159

상세보기
Jang MR, Seo JE, Lee JH, Chung MS, Kim GH (2010) Antibacterial action against food-borne pathogens by the volatile flavor of essential oil from Chrysanthemum morifolium flower. Korean J Food Nutr, 23, 154-161
Tang YJ, Zhu LW, Li HM, Li DS (2007) Submerged culture of mushrooms in bioreactors-challenges, current state-of-the art, and future prospects. Food Technol Biotechnol, 45, 221-229.
Kim SJ, Lim DK, Park CW, Cerbo RM, Hyung SW, Lee KK, Kim JO, Ha YL (2004) Inhibition of free radical-induced lipid oxidation by the extract from submerged-liquid culture of mushrooms in the medium containing mulberry tree powders. Korean J Food Sci Nutr, 33, 255-261

원문보기 상세보기
Manjunathan J, Kaviyarasan V. Optimization of mycelia growth and antimicrobial activity of new edible mushroom, Lentinus tuberregium. Tamil Nadul, India. Int J PharmTech Res, 3, 497-504
Song TY, Yen GC (2002) Antioxidant properties of Antrodia camphorata in submerged culture. J Agric Food Chem, 50, 3322-3327

상세보기
Lee JW, Baek SJ, Kim YS (2008) Submerged culture of Phellinus linteus for mass production of polysaccharide. Mycobiology, 36, 178-182

원문보기 상세보기
Cheun MK (2007) Submerged cultivation of soybean-curd whey using Basidiomycetes and added effect of culture broth on the quality characteristics of soft-soybean curd. Ph.D Dissertation, Kangwon National University, Chuncheon, Korea
Kim HY, Eom KY, Kim JS, Kim WJ (2005) Drying of isoflavone and oligosaccharides retentates separated by membrane filtrate from tofu sunmul. Food Eng Prog, 9, 81-87
Lee SM, Hwang IK (1997) Texture characteristics of soybean-curd prepared with different coagulants and composition of soybean-curd whey. Korean J Food Sci, 13, 78-85
Kim JS (1996) Current research trends on bioactive function of soybean. Korean Soybean Digest, 13, 17-24
Kim G, Choi KH (2006) Development of a Fiber-optic biosensor for the detection of Listeria monocytogenes. J Biosystems Eng, 2, 128-134

원문보기 상세보기
AOAC (2000) Official methods of analysis. 17th ed. Association of Official Analytical Chemists, Washington, DC, USA
Yang BK, Jeon YJ, Jeong SC, Kim DH, Ha JY, Yun JW, Shon DH, Go GI, Song CH (1999) Hepatoprotective effect of exo-polysaccharide producted from submerged mycelial culture of Ganoderma lucidum WK-003 by using industrial grade medium. Korean J Mycol, 27, 82-86
Oh SM, Kim CS, Lee SP (2006) Characterization of the functional properties of soy milk cake fermented by Bacillus sp. Food Sci Biotechnol, 15, 704-709

원문보기 상세보기
Luchsinger WW, Coonesky RA (1962) Reducing power by the dinitriosalicylic acid method. Anal Biochem, 4, 364-347
Kim KJ (2010) Optimization for ${\beta}$ -glucan extraction from Sparassis crispa using response surface methodology. MS Thesis, Hanyang University, Seoul, Korea
Bauer AW, Kirby WM, Sherris JC, Turck M (1966) Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disk method. Am J Clin Pathol, 45, 493-496

상세보기
Mann CM, Markham JL (1998) A new method for determining the minimum inhibitory concentration of essential oils. J Appl Microbiol, 84, 538-544

상세보기
Cheong JC, Park JS, Hong IP, Seok SJ, Jhune CS, Lee CJ (2008) Cultural characteristics of cauliflower mushroom, Sparassis crispa. Korean J Mycol, 36, 16-21

원문보기 상세보기
Akihiro K, Fumihisa K, Godliving M, Yoshitoshi N (2006) Development of optimal culture method of Sparassis crispa mycelia and a new extraction method of antineoplastic constituent. Biochem Eng J 30, 109-113

상세보기
Jeong JS, Yu YJ, Seo SY, Yu YB (2011) Selection of suitable conditions of mycelial growth and materials of bag cultivation in Sparassis crispa. J Mushroom Sci Prod, 9, 80-83
Choi MJ (2011) Extraction of protein bound polysaccharide from mycelium by submerged culture of Sparassis crispa. MS Thesis, Chon-Buk National University, Jeonju, Korea
Chung SH, Suh HJ, Lee H (1997) Utilization of soybean curd whey as a medium for Lactobaciilus acidophilus and acid-and bile-tolerance of cultured strains. J Korean Soc Food Sci Nutr, 26, 872-877
Kang SO, Cho KD, Lim WJ, Cho HY, Yang HC (1993) Production of photosynthetic bacterial cells of Rhodospirillum rubrum P17 from soybean curd waste water. Kor J Appl Microbiol Biotechnol, 21, 622-627
Lee JS, Kim T, Lee YH, Jin CM, Kim HG, Kim WJ, Oh DC, Park YI (2006) Antimicrobial activity of the Coriolus versicolor liquid culture extracts against antibiotic resistant bacteria and purification of active substrate. Korean J Mycol, 34, 92-97

원문보기 상세보기
Kim MC, Kim MJ, Kim T, Park GT, Son HJ, Kim GY, Choi WB, Oh DC, Heo MS (2006) Comparison of antibacterial and antioxidant activities of mushroom mycelium culture extracts cultivated in the citrus extracts. Korean J Biotechnol Bioeng, 21, 72-78
Chung KS, Kim JY, Kim YM (2003) Comparison of antibacterial activities of garlic juice and heat-treated garlic juice. Korean J Food Sci, 35, 540-543
Mustafa Y, Fatma B (2006) Antimicrobial activities of fruit bodies and/or mycelial cultures of some mushroom isolates. Pharm biol, 44, 660-667

상세보기
Abah SE, Abah G (2010) Antimicrobial and antioxidant potentials of Agaricus bisporus. Advances in Biological Res, 4, 277-282.
Al-Fatimi MA, Julich WD, Jansen R, Lindequist U (2006) Bioactive components of the traditionally used mushroom Podaxis pistillaris. Advance Access Publication, 30, 87-92
Liu XT, Winkler AL, Schwan WR, Volk TJ, Rott MA, Monte A (2010) Antibacterial compounds from mushroom I: a lanostane-type triterpene and prenylphenol derivatives from Jahnoporus hirtus and Albatrellus flettii and their activities against Bacillus cereus and Enterococcus faecalis. Planta Med, 76, 182-185

상세보기
Hwang JY (2009) Development of anti-microbial agent from medicinal herbs and microorganisms for industrial application. MS Thesis, Andong National University, Gyungbuk, Korea
Song JH (2009) Antimicrobial activity and composition of Smilax china extract. Ph.D Dissertation, Dong-A National University, Pusan, Korea

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증